Время роста акустических возмущений в изоэнтропически неустойчивой тепловыделяющей среде

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изоэнтропическая неустойчивость является одним из типов тепловой неустойчивости, которая приводит к росту акустических волн. В результате их роста в таких средах образуются автоволновые структуры, параметры которых зависят только от свойств среды и могут быть предсказаны как аналитически, так и численно. Целью данного исследования является определения времени формирования автоволновых структур в изоэнтропической неустойчивой среде с параметрами, характерными для области фотодиссоциации Орион Бар. Показано, что время роста зависит от характерного размера начального возмущения. Наиболее быстро растущие структуры достигают половины от максимальной амплитуды за 3–6 тысяч лет. Дальнейший рост до максимального значения занимает 15–20 тысяч лет.

Об авторах

Дмитрий Сергеевич Рящиков

СФ ФИАН, г. Самара, Российская Федерация; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: ryashchikovd@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7143-2968

кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, теоретический сектор; старший преподаватель кафедры физики

Россия, г. Самара; г. Самара

Иван Александрович Помельников

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: vanidzepomelnikov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-7839-5784

студент института информатики и кибернетики

Россия, г. Самара

Нонна Евгеньевна Молевич

СФ ФИАН; Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева

Email: nonna.molevich@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5950-5394

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, и.о. зав. теоретическим сектором; профессор кафедры физики

Россия, г. Самара; г. Самара

Список литературы

  1. Molevich N.E., Zavershinsky D.I., Galimov R.N., Makaryan V.G. Travelling self-sustained structures in interstellar clouds with the isentropic instability // Astrophysics and Space Science, 2011, Vol. 334, issue 1, pp. 35–44. DOI: http://doi.org/10.1007/s10509-011-0683-0.
  2. Krasnobaev K.V., Tagirova R.R., Arafailov S.I., Kotova G.Y. Evolution and saturation of Autowaves in photodissociation regions // Astronomy Letters, 2016, vol. 42, issue 7, pp. 460–473. DOI: http://doi.org/10.1134/S1063773716070057.
  3. Krasnobaev K.V., Tagirova R.R. Isentropic thermal instability in atomic surface layers of photodissociation regions // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2017, vol. 469, issue 2, pp. 1403–1413. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/mnras/stx884.
  4. Zavershinskii D.I., Kolotkov D.Y., Nakariakov V.M., Molevich N.E., Ryashchikov D.S. Formation of quasi-periodic slow magnetoacoustic wave trains by the heating/cooling misbalance // Physics of Plasmas, 2019, vol. 26, no. 8, p. 82113. DOI: http://doi.org/10.1063/1.5115224.
  5. Zavershinskii D.I., Molevich N.E., Riashchikov D.S., Belov S.A. Nonlinear magnetoacoustic waves in plasma with isentropic thermal instability // Physical Review E, 2020, vol. 101, issue 4, p. 43204. DOI: http://doi.org/10.1103/PhysRevE.101.043204.
  6. Molevich N., Riashchikov D. Shock wave structures in an isentropically unstable heat-releasing gas // Physics of Fluids, 2021, vol. 33, issue 7, p. 076110. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0053394.
  7. Zavagno A., Pomares G., Deharveng L., Hosokawa T., Russeil D., Caplan J. Triggered star formation on the borders of the Galactic H ii region RCW 120 // Astronomy & Astrophysics, 2007, vol. 472, issue 3, pp. 835–846. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361:20077474.
  8. Deharveng L., Zavagno A., Schuller F. Caplan J., Pomares G., C. De Breuck. Star formation around RCW 120, the perfect bubble // Astronomy & Astrophysics, 2009, vol. 496, issue 1, pp. 177–190. DOI: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361/200811337
  9. Goicoechea J.R. [et al.] Compression and ablation of the photo-irradiated molecular cloud the Orion Bar // Nature, 2016, vol. 537, issue 7619, pp. 207–209. DOI: http://doi.org/10.1038/nature18957.
  10. Berne O., Marcelino N., Cernicharo J. Waves on the surface of the Orion molecular cloud // Nature, 2010, vol. 466, no. 7309, pp. 947–949. DOI: http://doi.org/10.1038/nature09289.
  11. Field G.B. Thermal Instability // The Astrophysical Journal, 1965, vol. 142, pp. 531–567.
  12. Zavershinskii D., Kolotkov D., Riashchikov D., Molevich N. Mixed Properties of Slow Magnetoacoustic and Entropy Waves in a Plasma with Heating/Cooling Misbalance // Solar Physics, 2021, Vol. 296, no. 6, p. 96. DOI: http://doi.org/10.1007/s11207-021-01841-1.
  13. Wakelam V., Herbst E. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Dense Cloud Chemistry // The Astrophysical Journal, 2008, vol. 680, no. 1, pp. 371–383. DOI: http://dx.doi.org/10.1086/587734.
  14. Sone J.M., Gardiner T.A., Teben P., Hawley J.F., Simon J.B. Athena: a new code for astrophysical MHD // The Astrophysical Journal Supplement Series, 2008, vol. 178, no. 1, p. 137. DOI: https://doi.org/10.1086/588755.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1.1. Численное моделирование формирования автоволнового импульса в изоэнтропически неустойчивой среде

Скачать (124KB)
Метаданные
3. Рис.1.2. Влияние шага по координате в численном моделировании на время формирования автоволнового импульса. Характерный размер начального возмущения σ=1.0LQ

Скачать (266KB)
Метаданные
4. Рис.1.3. Влияние характерного размера начального возмущения на время формирования автоволнового импульса. Шаг сетки по координате Δx=0.015LQ

Скачать (188KB)
Метаданные

© Рящиков Д.С., Помельников И.А., Молевич Н.Е., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах